趙云青 黃穎楨 劉保財 陳菁瑛 張武君 黃冬壽 陳芬

摘 要：為了篩選適合太子參連作地的土壤改良劑，采用大田試驗研究了不同用量生物炭、黃腐酸鉀對連作地太子參生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：施用不同量生物炭（3000、5250、7500 kg·hm-2）可提高太子參出苗率21.78%、9.32%、14.65%;施用不同量生物炭對萌芽期太子參植株生長無顯著影響，但提高了旺長期單株重及葉綠素含量;生物炭施用量為7500 kg·hm-2時產(chǎn)量增加11.51%，塊根多糖含量提高44.44%;生物炭施用量為3000 kg·hm-2時皂苷含量提高23.27%。施用不同量黃腐酸鉀（525、1125、1725 kg·hm-2）太子參出苗率降低，但提高了太子參旺長期葉片數(shù)及葉片大小;施用不同用量黃腐酸鉀（525、1125、1725 kg·hm-2）時太子參產(chǎn)量出現(xiàn)不同程度降低，但其塊根多糖含量分別提高

51.20%、37.34%、46.84%，皂苷含量分別提高8.04%、5.72%、14.30%。

關(guān)鍵詞：太子參;生物炭;黃腐酸鉀;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號：S 567.53?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：0253-2301（2021）12-0064-08

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.12.011

Effects of Biochar and Fulvic Acid Potassium on the Growth， Yield and Qualityof Pseudostellaria Heterophylla in the Continuous Cropping Field

ZHAO Yun-qing1，2， HUANG Ying-zhen1，2， LIU Bao-cai1，2， CHEN Jing-ying1，2*，ZHANG Wu-jun1，2， HUANG Dong-shou3， CHEN Fen1，2

（1. Institute of Agricultural Biological Resources， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian

350003， China; 2. Research Center of Medicinal Plants， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou，

Fujian 350003， China; 3. Zherong County Bureau of Agriculture and Rural Areas， Ningde， Fujian 355300， China）

Abstract： In order to select the soil amendments suitable for the continuous cropping of Pseudostellaria heterophylla， the effects of different amounts of biochar and fulvic acid potassium on the growth， yield and quality of Pseudostellaria heterophylla were studied by the field experiments. The results showed that the application of different amounts of biochar （3000， 5250， and 7500 kg·hm-2） could increase the seedling emergence rates of Pseudostellaria heterophylla by 21.78%， 9.32%， and 14.65%; the application of different amounts of biochar had no significant effects on the plant growth of Pseudostellaria heterophylla at the germination period， but increased the single-plant weight and the content of chlorophyll at the vigorous growing period. When the application rate of biochar was 7500 kg·hm-2， the yield increased by 11.51% and the content of polysaccharides in root tuber increased by 44.44%; when the application rate of biochar was 3000 kg·hm-2， the saponin content increased by 23.27 %. The application of different amounts of fulvic acid potassium（525 kg·hm-2， 1125 kg·hm-2， and 1725 kg·hm-2） decreased the seedling emergence rate of Pseudostellaria heterophylla， but increased the leaf number and leaf size of Pseudostellaria heterophylla at the vigorous growing period. When different amounts of fulvic acid potassium （525 kg·hm-2， 1125 kg·hm-2， and 1725 kg·hm-2） were applied， the yield of Pseudostellaria heterophylla decreased in different levels， but the content of polysaccharides in root tuber increased by 51.20%， 37.34% and 46.84%， respectively， and the saponin content increased by 8.04%， 5.72% and 14.30%， respectively.

Key words： Pseudostellaria heterophylla; Biochar; Fulvic acid potassium; Agronomic traits; Yield; Quality

太子參Pseudostellaria heterophylla（Miq.）Pax，又稱孩兒參，為石竹科孩兒參屬多年生草本藥用植物，其塊根為常用補益中藥，具有益氣、健脾生津、潤肺、補腎的功效，為歷版藥典收載的藥材，是中成藥健胃消食片等的主要原料，可用于治療肝炎、糖尿病、冠心病等難治病癥[1]，衛(wèi)生部列入“可用于保健食品的中藥材名單”。太子參分布廣泛，福建、浙江、江蘇、安徽、山東等地都有分布，其中福建、貴州和安徽等栽培面積較大，柘榮縣為福建主產(chǎn)區(qū)，種植面積和產(chǎn)量居全國之首，素有“中國太子參之鄉(xiāng)”的美譽。

目前太子參產(chǎn)業(yè)存在種植地連作障礙日益嚴重，土壤酸化加劇，土壤理化性質(zhì)惡化等問題[2]，在柘榮縣太子參老產(chǎn)區(qū)，因土壤問題甚至導(dǎo)致部分地塊太子參絕產(chǎn)，這已經(jīng)嚴重影響太子參生長發(fā)育及品質(zhì)，制約著太子參產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。目前解決土壤連作障礙問題的方法主要有連作土壤健康保持和連作障礙土壤高效利用兩大類，其中土壤健康保持研究主要是科學(xué)增施肥料和生物質(zhì)技術(shù)，連作障礙土壤高效利用研究主要是采用抗性品種或砧木、土壤消毒、有機質(zhì)施入、輪作等技術(shù)[3]。太子參土壤改良方面主要有王忠平等[4]利用石灰、有機肥對土壤進行改良，認為施用生石灰和有機肥能明顯增加太子參的產(chǎn)量。吳林坤等

[5]對不同改良措施（水旱輪作及和微生物菌肥）下太子參根際土壤酚酸含量及特異菌群變化進行了研究。研究表明生物炭可改善土壤理化性狀，減緩?fù)寥浪峄?、改善土壤質(zhì)量、保持并提高土壤肥力，為土壤微生物提供營養(yǎng)元素和棲息場所的潛能，增加作物產(chǎn)量[6-9]。張偉明等[10]研究指出生物炭可提高水稻產(chǎn)量，延緩根系衰老;張哈芝等[11]研究表明生物炭能顯著提高玉米地土壤全N、有機碳質(zhì)量分數(shù);勾芒芒等[12]研究表明種植番茄的土壤中摻加生物炭促進了番茄根系的發(fā)育和產(chǎn)量的提高;Van等[13-14]通過試驗發(fā)現(xiàn)，施加生物炭（10 t·hm-2）小麥、蘿卜和番茄的產(chǎn)量增幅均已超過50%。黃超等[15]研究表明在紅壤土中施加生物炭量為200 g·kg-1時黑麥草產(chǎn)量增加53%。黃腐酸鉀是土壤腐殖酸中活性最強的一種有機物，屬于礦物質(zhì)活性鉀肥，速溶速效，易被作物吸收利用，增加作物葉綠素、Vc含量和含糖量等，具有促進作物生長，提高抗旱、抗寒、抗病能力及殺滅各種地下害蟲的作用[16-19]。郎曉平等[20]研究表明浙貝母上施用黃腐酸鉀1.5～2.25 kg·hm-2產(chǎn)量顯著提高。

施用不同用量生物炭及黃腐酸鉀對連作地太子參生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響未見報道，本試驗根據(jù)文獻資料設(shè)計不同用量生物炭及黃腐酸鉀施于太子參連作土壤中，考察其對太子參出苗率、萌芽期及旺長期農(nóng)藝性狀、葉綠素含量、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的影響，為兩種土壤改良劑對太子參連作土壤改良作用提供參考依據(jù)，同時為太子參生產(chǎn)實踐提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以當(dāng)?shù)刂髟云贩N為試驗材料，經(jīng)福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究中心鑒定為石竹科孩兒參屬孩兒參Pseudostellaria heterophylla（Miq.）Pax。生物質(zhì)炭（N-P2O5-K2O，0∶0

∶4，有機質(zhì)70%，pH值10.5），購自仟億達集團股份有限公司，黃腐酸鉀生產(chǎn)廠家為萍鄉(xiāng)市博新實業(yè)有限公司，人參皂苷Rb購自上海源葉生物科技有限公司（色譜純），全自動酶標儀（Sunrise/Infinite F50）為瑞士帝肯Tecan，恒溫電熱水浴鍋（HH4）為常州市金壇友聯(lián)儀器研究所生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 試驗地點 于福建省柘榮縣田頭洋村開展試驗，土地為連作2年太子參，屬中亞熱帶山地性氣候，土壤為沙壤土，偏酸性，年均溫16～19℃，年降雨量在1600～

2100 mm，冬無嚴寒，夏無酷暑，晝夜溫差大，海拔890 m。試驗前耕層土壤理化性狀為全氮0.143%，堿解氮157.40 mg·kg-1，有效磷114.70 mg·kg-1，速效鉀137.00 mg·kg-1，有機質(zhì)28.60 g·kg-1，pH值5.0。

1.2.2 試驗設(shè)計 不同土壤改良劑共7個處理，分別為CK，不處理;G1，生物炭3000 kg·hm-2;G2，生物炭5250 kg·hm-2;G3，生物炭7500 kg·hm-2，G4，黃腐酸鉀525 kg·hm-2;G5，黃腐酸鉀1125 kg·hm-2;G6，黃腐酸鉀1725 kg·hm-2，重復(fù)3次，共21個小區(qū)，土壤處理為翻耕后劃小區(qū)整畦，周邊設(shè)保護行，栽種時溝施肥料，各管理同步。

1.3 試驗方法

1.3.1 太子參萌芽期出苗率統(tǒng)計 在太子參的出苗期（2020年2月21日）統(tǒng)計出苗率，每個處理統(tǒng)計6個小區(qū)，每個小區(qū)80株，計算出苗率。太子參生長發(fā)育過程劃分根據(jù)文獻

[21]劃定，下同。

1.3.2 太子參萌芽期農(nóng)藝性狀與生物量統(tǒng)計 每個處理采集90株統(tǒng)計單株重、莖粗、株高、主分枝數(shù)、最大枝葉片數(shù)。每30株一組，將地上部分與地下部分分開，分別稱量地上鮮重、地下鮮重，然后置于鼓風(fēng)干燥箱中50℃烘干至含水量一致，統(tǒng)計地上干重、地下干重。

1.3.3 太子參旺長期農(nóng)藝性狀與生物量統(tǒng)計 在太子參生長中期每個處理采集90株統(tǒng)計單株重、株高主分枝數(shù)、最大枝葉片數(shù)、最大葉片葉長、最大葉片葉寬。取完整植株30株，平均分成3組，分別統(tǒng)計地上鮮重、地下鮮重，然后置于鼓風(fēng)干燥箱中50℃烘干至含水量一致，統(tǒng)計地上干重、地下干重。

1.3.4 太子參旺長期葉綠素含量測定 太子參葉片避開葉脈及葉緣采用打孔法取0.5 cm直徑的葉片，對半剪開，混勻，準確稱量0.100 g，加入95%乙醇10 mL，硅膠塞封口，室溫避光靜止2～5 d，每天搖勻觀察，直至葉片基本完全退綠混勻，靜止0.5 h左右，在665、649、470 nm下用分光光度計進行測量，每個處理4次重復(fù)。

1.3.5 太子參采收期產(chǎn)量與品質(zhì)測定 產(chǎn)量采用實測法，每個小區(qū)的太子參全部采挖后稱重，獲得產(chǎn)量。收獲的太子參塊根在鼓風(fēng)干燥箱中50℃烘干至含水量一致，進行太子參多糖、皂苷含量測定，測定方法參照文獻[22-26]的測定。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)均使用Excel 2003進行初處理，采用SPSS Statistics 23軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對太子參萌芽期出苗率的影響

由表1可知，G1處理出苗率最高，為57.09%;G6處理的出苗率最低，僅為33.96%;其中G4與G6處理出苗率低于對照;除G6處理外，其他處理間出苗率無顯著性差異。

2.2 不同處理對萌芽期太子參植株農(nóng)藝性狀及生物量的影響

由表2可知，不同處理間萌芽期植株的單株重、主分枝數(shù)無顯著性差異;G3處理的單株重、莖粗、株高及分枝數(shù)最大;除G6處理外，其他處理間最大枝葉片數(shù)無顯著差異。由此可知，在太子參生長萌芽期不同處理間植株幼苗雖生長情況不同，但無顯著性差異。

由表3可知，地上鮮重G3處理最大，其次為G2處理，G6處理最小，連作土壤中施加黃腐酸鉀的3種處理其地上鮮重均低于對照，不同處理間無顯著性差異;地下鮮重G5處理最大，其次為G2處理，G6處理最小，不同處理間無顯著性差異;地上干重G3處理最大，G1處理最小，不同處理間無顯著性差異。太子參在萌芽期，地下部分尚未萌發(fā)塊根，主要為須根生長供地上部分生長。兩種土壤改良劑對萌芽期太子參生物量的影響無顯著性差異。

2.3 不同處理對太子參旺長期植株農(nóng)藝性狀及生物量的影響

由表4可知，生物炭G1、G2、G3處理的單株重均高于對照，其中G3處理的單株重、莖粗、株高、主分枝數(shù)最大;G6處理的莖粗、株高、主分枝數(shù)均低于對照;生物炭G1、G2、G3處理間無顯著性差異，黃腐酸鉀G4、G5、G6處理間無顯著性差異。不同處理間株高值無顯著性差異。

由表5可知，不同處理對太子參旺長期葉片性狀影響為生物炭、黃腐酸鉀處理的葉片數(shù)均大于對照;其中G6處理葉片數(shù)最多，顯著高于對照;G1、G2、G3處理隨著生物炭用量增加葉片數(shù)增多。

由表6可知，太子參植株旺長期不同處理間生物量表現(xiàn)為地上鮮重及地上干重?zé)o顯著差異;G3處理的地下鮮重及地下干重值最大;黃腐酸鉀G5、G6處理的生物量低于對照。在太子參旺長期黃腐酸鉀G5、G6處理未促進植株生物量增加。

2.4 不同處理對太子參旺長期葉片葉綠素含量的影響

由表7可知，葉綠素含量G3處理最高，顯著高于其他處理;其次為G2處理，其葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素總量都處于較高水平，與其他處理存在差異顯著;生物炭G1、G2、G3處理植株葉片葉綠素含量隨炭量增加而增加。黃腐酸鉀G4、G6處理葉綠素含量高于對照，G5處理葉綠素含量均低于對照，但差異不顯著。

2.5 不同處理對太子參產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表8可知，產(chǎn)量G3處理最高，為1235.00 kg·hm-2，較對照增產(chǎn)11.51%;其次為G2處理，增產(chǎn)4.51%，其他處理出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象;其中G6處理產(chǎn)量最低，為970.00 kg·hm-2，低于對照12.42%;不同處理間無顯著性差異。

由表9可知，太子參塊根多糖含量G4處理最高（21.50%），比對照顯著提高51.20%;其次為G6處理（20.88%），比對照顯著提高46.82%;G3、G4、G5、G6處理塊根多糖含量與對照存在顯著差異;CK處理太子參塊根多糖含量最低，僅為14.22%。連作地不同土壤處理對太子參塊根皂苷含量影響為G1處理最高（0.29 mg·g-1），比對照顯著提高23.27%;其次為G6處理（0.26 mg·g-1），比對照（CK）顯著提高14.30%;G1、G2、G3處理皂苷含量隨生物炭用量增加而減少。

3 結(jié)論與討論

有研究表明施加生物炭提高了作物的產(chǎn)量[12，27]，也有研究表明，生物炭的增產(chǎn)作用有一定適用范圍，當(dāng)生物炭用量在500 kg·hm-2時作物產(chǎn)量有降低趨勢[10]。不同作物中生物炭的用量差異較大，本試驗在連作地中施加不同用量的生物炭，提高了太子參的出苗率，當(dāng)生物炭施加量為7500 kg·hm-2時提高了太子參萌芽期單株、莖粗、株高、主分枝數(shù)，地上鮮重及地上干重，但差異不顯著;旺長期的單株重、莖粗、株高及主分枝數(shù)也高于對照;地下鮮重及地下干重、葉綠素含量也處于最高值。當(dāng)生物炭施加量為5250、7500 kg·hm-2時太子參產(chǎn)量高于對照4.51%、11.51%;施加生物炭均提高了太子參塊根的多糖含量及皂苷含量。由此可見施用生物炭可提高連作地太子參生長指標、產(chǎn)量及品質(zhì)。大量研究表明生物炭具有豐富的多微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，施入大田后可以改善土壤理化性質(zhì)，調(diào)節(jié)土壤pH值，同時可吸附營養(yǎng)元素，提高養(yǎng)分利用率，促進作物的生長和發(fā)育，提高作物產(chǎn)量[28-32]。在本研究中，生物炭在太子參萌芽期對生長發(fā)育影響無顯著性差異，在旺長期開始促進太子參生長，其產(chǎn)量及品質(zhì)也得到提升，但生物質(zhì)炭在太子參連作土壤中的應(yīng)用僅進行了一年的短期試驗，要獲得有規(guī)律的、切實應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的證據(jù)還需要多年多維度的研究。

本研究中施用不同用量的黃腐酸鉀沒有提高連作地太子參的產(chǎn)量，在施用量525 kg·hm-2與1725 kg·hm-2時出苗率低于對照，在太子參生長苗期植株生長略有優(yōu)勢，但無顯著性差異;在太子參旺長期單株重優(yōu)于對照，葉片數(shù)較多，葉片較大;在太子參采收期產(chǎn)量低于對照，出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象;但施加黃腐酸鉀顯著提高了太子參塊根多糖及皂苷含量。已有研究表明黃腐酸鉀可以改善作物品質(zhì)，提高蔬菜、瓜果類糖分，增加Vc含量，降低果質(zhì)酸度[19，33]。

土壤是優(yōu)質(zhì)太子參種植載體，在太子參連作土壤中施加生物炭可促進太子參生長，提高其產(chǎn)量及品質(zhì);施加黃腐酸鉀在太子參萌芽期及旺長期植株生長沒有顯著低于對照，但在采收期產(chǎn)量卻出現(xiàn)下降，這可能與太子參生長中期嚴重出現(xiàn)葉斑病有關(guān)，葉斑病是太子參旺長期最主要病害，種植區(qū)域內(nèi)的太子參都有葉斑病發(fā)生，嚴重時病株率達70%以上，產(chǎn)量損失達50%以上[34-36]，連作地發(fā)生更嚴重，甚至導(dǎo)致絕產(chǎn)。施加黃腐酸鉀后出現(xiàn)太子參產(chǎn)量降低還有可能與施用量有關(guān)，不同作物適宜的施用量不同，適合太子參植株生長的施用量還需繼續(xù)進行探究。

在此研究中未與水旱輪作效果進行比較，本研究認為提高連作土壤太子參產(chǎn)量及品質(zhì)需要從多方面入手，從套輪作搭配土壤消毒，配施土壤改良劑，種參進行消毒、增施有機肥、噴施誘抗劑等多方面綜合研究，建立生態(tài)科學(xué)的太子參生產(chǎn)體系，助力太子參產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）

收稿日期：2021-09-20

作者簡介：趙云青，女，1984年生，碩士，助理研究員，主要從事藥用種質(zhì)植物資源及創(chuàng)新利用方面研究。

通信作者：陳菁瑛，女，1966年生，研究員，主要從事要從事藥用植物資源利用與規(guī)范栽培等研究。

基金項目：國家重點研發(fā)計劃課題中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究（2019YFC1710502）;福建省人民政府中國農(nóng)科院“5511”協(xié)同創(chuàng)新工程（XTCXGC2021003）;福建省農(nóng)科院十四五創(chuàng)新團隊（CXTD2021014-2）;福建省科技計劃項目——省屬公益類科研院所基本科研專項（2021R1035006）;福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自由探索科技創(chuàng)新項目（ZYTS2021003）。